专利名称:熔化聚合物颗粒的方法及熔融单元的制作方法图1是熔融颗粒设备的基本视图;图2是熔融单元的顶视图;图3是穿过图2所示熔融单元的横截面;图4是图2所示熔融单元中一个开口的透视图;和图5是图2所示熔融单元中一个开口的基本视图且其中正进行颗粒熔化。为了在熔融纺丝大分子原料时最大程度地消除机械和热量损害,被称作粒料12的球形聚合物颗粒微粒,通过第一输送设备14、16、18、20从储槽10被输送到纺丝区域22、24、26、28。该粒料12特别具有尤其小于12ppm的残留水分,优选小于5ppm,且直径范围在0.5mm至2mm,其中平均直径依赖于以下将作进一步详细描述的板形熔融单元32的开口30的尺寸,为了简单化目的,以下简称为熔炉或炉。输送设备14、16、18、20优选包括氮增压的振动输送凹槽。由于纺丝区域22、24、26、28实质上具有相同的结构,纺丝区域22将被进一步详细描述。粒料12从被借用到纺丝区域的振动输送凹槽14行进到达漏斗36,该漏斗可依靠滑块34锁定,然后被安置在氮或其他惰性气体增压的壳体40的顶部区域38。漏斗36在壳体侧壁上用计量阀42密封,以此来测量进入壳体40的粒料并以下述方式熔化后者。遍布于壳体40横截面上的是板形熔炉32,其用于熔化粒料12,然后将粒料滴落到壳体38底部区域中的熔化池44中。计量阀42被控制作为熔化池44中计算熔化量的功能。在此情况下,计量阀40可以使用已知方式或测量设备操作和控制,例如,直接地和机械地通过设置在熔化池44中的液位计来操作和控制。作为可供选择的办法,池液位差动压力46可以通过所说的氮微粒液位测量来确定。计量阀12本身在所需范围内可通过例如气动装置打开或关闭。熔融物通过两个串联的齿轮计量泵48、50从熔化池44中被输送到所需数量的喷丝头54、56中,由于输送聚集体经由短分配线路52,因此保留时间短。
熔炉32具有朝向底部的圆锥形窄开口30,它具有截锥几何和入口直径D1和出口直径D2。在此情况下,直径D1最大为未熔化的粒料直径D3的两倍,而出口直径D2粗略估算为直径D3的0.25至0.15。因此,在通过开口30时,熔融粒料12不会互相阻挡。此外,在粒料12和开口30的内壁58之间有一个良好的热接触,这样,不管它们的导热性多差,粒料12都能相对较快地最大程度地熔化,而不用将熔炉32加热到非所希望的高水平。可将熔炉设定为超过粒料12的熔化温度T2大约5℃至20℃的温度T1。
在使用PET(聚对苯二酸乙二醇酯)球作为粒料12时,其熔化温度约为265℃,将熔炉32加热到270℃至280℃的温度就足够了。这可以通过在开口30间转动的加热线圈60来实现。
开口30本身的高度应被粗略估算为被熔化的粒料12的直径D3的3至5倍。
根据本发明的说明书,在粒料12和开口30的接触面58,例如熔炉32之间产生了一个小的温度梯度,因为在最少的容积可得到最大的加热面。这最大程度地排除了粒料12承受的负面热。由于粒料12通过开口30的保留时间被最小化,因此特别适合用于高粘性产品。
粒料在池中的保留时间同样被最小化,其中通过监控池液位,特别是通过微粒液位测量可以实现经由计量阀42供给的粒料和经由输送设备,例如齿轮计量泵48、50输送的粒料之间的最佳调整。
本发明涉及一种在熔融单元中熔化聚合物颗粒以使熔融颗粒能够用于纺丝的方法。为了以一种积极可行的方式熔化颗粒,同时没有高的热量或机械损伤,使用一种熔融单元,其朝向该熔融单元下部的开口是圆锥形逐渐变细的。引入到该开口中的颗粒状球形颗粒的平均直径为D
熔化聚合物颗粒的方法及熔融单元制作方法
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